Люк Белл сидел в своей мастерской где-то в Южной Африке и смотрел на гору обгоревших регуляторов и покорёженных пропеллеров. В очередной раз севший аккумулятор спикировавшего квадрокоптера напоминал о старой боли всех пилотов: ну почему нельзя летать хотя бы час? Официально считалось, что дроны на батарейках обречены на 20–40 минут жизни. Но Белл, инженер по образованию и YouTube-блогер по призванию, решил, что физику можно немного обмануть. Он просто взял и собрал аппарат, который провисел под облаками больше трёх часов. Не в фантастическом фильме, а в реальной жизни, на обычном поле.
Секретное топливо и скотч
Когда Люк показывает свою батарею, непосвящённый человек удивится: ну, ящик и ящик, обмотанный синей изолентой. Но именно внутри этого неказистого блока скрывается главный козырь. Белл использовал полутвердотельные аккумуляторы. В обычных литий-полимерных банках внутри плещется жидкий электролит, как вода в бутылке. Здесь же он густой, как кисель. Это звучит не очень аппетитно, но для дрона такое решение — как переход с бензина на авиационное топливо.
Плотность энергии у такого «киселя» получается под 320 ватт-часов на килограмм. Это почти вдвое выше, чем у того аккумулятора, который стоит в вашем бытовом квадрокоптере за сто тысяч рублей. Густой электролит позволил инженеру пойти на хитрость, на которую производители серийных дронов не решаются из-за страха судебных исков. Он аккуратно снял с батареи лишнюю защитную оболочку. Весы показали минус 360 граммов — ровно столько весит вся углеродная рама его аппарата. Как говорится, грамм бережёт, а килограмм летает.
Пропеллеры размером с крылья
Люк достаёт из коробки пропеллеры, и они кажутся инородным телом на фоне хлипкой конструкции. Диаметр каждого винта — 101 сантиметр. Чтобы вы понимали масштаб: это почти как размах крыльев небольшого дельтаплана или хорошего такого орлана-белохвоста. Зачем такие лопухи? Всё просто: чем больше винт, тем медленнее его можно крутить, сохраняя при этом подъёмную силу.
Стандартные моторы тут не подходят, поэтому Белл поставил низкооборотистые движки с маркировкой 90 KV. Они толкают воздух не спеша, с достоинством, почти не создавая шума и турбулентности. Чтобы эти огромные лопасти не мешали друг другу, инженер разнёс лучи рамы на 80 сантиметров. Говорят, он считал это на аэродинамических моделях чуть ли не вручную, подбирая идеальное расстояние, чтобы воздушные потоки от соседних винтов не бились лбами, а вежливо расходились. В итоге дрон в режиме висения потреблял всего 400 ватт, а когда начинал медленно ползти по горизонту — и вовсе смешные 250 ватт. Для сравнения: хороший пылесос жрёт больше.
Три часа, которые меняют правила игры
И вот настал момент истины. Люк ставит эту многоножку на стартовую площадку, включает секундомер и отпускает аппарат в небо. Минуты тянутся, как смола. Проходит час, второй, третий. Дрон висит в воздухе, будто привязанный за невидимую нитку, и даже не думает садиться. Только когда стрелка часов перевалила за 3 часа 31 минуту и 6 секунд, аккумулятор наконец попросил пощады. Старый рекорд дрона Q12 от компании SiFly, составлявший 3 часа 11 минут, был побит с запасом, словно это не соревнования высоких технологий, а школьный забег на физкультуре.
Что это нам даёт, кроме красивого ролика на YouTube? А то, что прямо сейчас где-то в полях уже тестируют подобные технологии для сельского хозяйства. Представьте дрон, который может несколько часов обрабатывать пестицидами поле, не возвращаясь на базу каждые полчаса. Или аппарат МЧС, способный сутками висеть над зоной лесного пожара, высматривая новые очаги. Белл, по сути, показал, что проблема не в том, что у нас плохие батарейки, а в том, что мы неправильно проектируем сами летательные аппараты.
Кстати, производители аккумуляторов уже подсуетились. На выставке в Европе в этом году показывали полутвердотельные ячейки, которые выдерживают мороз до минус тридцати и работают по 7000 циклов. Так что, возможно, через пару лет мы перестанем дёргаться от мысли, что дрон сядет в самый неподходящий момент. А Люк Белл, скорее всего, снова засядет в гараже и придумает, как продержаться в небе все пять часов.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.
